一种模块化小艇收放装置的智能收放方法与流程

1.本发明涉及船舶领域，具体涉及到一种模块化小艇收放装置的智能收放方法。


背景技术：

2.现有的小艇收放技术主要是依靠专用艇架进行小艇的海上收放作业，通常在舷侧设置专用的起升艇架，通过艇架倒出舷外释放和回收小艇，每次释放和回收小艇都需要船员在海上实现脱钩与挂钩操作，作业效率低，碰上大风浪的天气作业就更加困难，甚至无法进行艇的海上收放作业。
3.为了提高小艇的收放效率，还有一种滑道式的小艇收放方案，即在船尾部设置一个滑道，小艇直接开上滑道，只要小艇进入滑道，驱动滚轮就可以带动小艇上船，完成小艇的收放作业。但此方案代价比较大，需要在船尾部开设较大的开口，为滑道的安装和布置腾出空间，对于有些不能在尾部开口的船舶就只能另想他法，对船型有一定的选择性，船型适用性比较差，成本偏高。在大风浪的作业条件下，小艇开进滑道也会面临比较大的困难，风险性较高。


技术实现要素：

4.本专利受水下张力腿平台的启发，装置采用“水下锚定原理”。整个结构设计的主要思想是，整个装置自上而下依次由顶部回收机构、中部辅助定位机构和下部支撑底座组成，在作业工况下成半柔性半刚性状态，下部支撑底座在海面收放过程中沉入海面波谷以下，在重力的作用下紧绷的钢丝绳形成四条固定边界。此时的状态是，整个装置分为上部、中部和下部，相对稳定的下部支撑底座由于重力和水的阻力，为整个系统提供足够的稳定性，而上部和中部是整个系统不稳定因素的主要来源。由于顶部回收机构和下部支撑底座通过柔性钢丝绳连接，不稳定的上部动态传导因而受阻；中部辅助定位机构采用可浮体材料制作，波浪和洋流是主要影响系统稳定因素。
5.首先，波浪起伏运动会带动中部辅助定位机构上下浮动，但由于中部浮体结构沿钢丝绳垂向方向的自由度不受限制，波浪对整个系统的影响可认为微乎其微，洋流应该说对中部辅助定位机构和下部的支撑底座都有影响，中部辅助定位机构开设过浪孔，下部支撑底座采用框架结构也都极大地较小了流的影响。因此，以下部底座为核心建立起来的稳定系统，依靠紧绷的钢丝绳形成的固定边界，中间辅助定位机构在水平面的平动(纵荡、横荡)和大角度转动(横摇、纵摇、艏摇)会受到极大的限制，中部回收机构相对稳定的条件下，在大风浪条件收放艇将变得更容易实现。
6.本发明采用的技术方案具体如下：
7.一种模块化小艇收放装置的智能收放方法，所述模块化小艇收放装置自上而下依次由顶部回收机构、中部辅助定位机构和下部支撑底座组成，顶部回收机构上安装有绞车，所述绞车设有多根穿过所述中部辅助定位机构与所述下部支撑底座相连的钢丝绳，中部辅助定位机构设有用于将小艇围在内的浮体框架，下部支撑底座上设有至少两对用于支撑小
艇的自适应支撑底座；
8.利用所述模块化小艇收放装置下放小艇至海面的步骤为：
9.s11、利用吊机将甲板上装载有小艇的所述模块化小艇收放装置整体下放至海面上，所述小艇位于所述中部辅助定位机构内且底部由所述下部支撑底座支撑；
10.s12、启动所述绞车下放所述下部支撑底座至预设深度，所述中部辅助定位机构在浮力作用下漂浮在海面上；
11.s13、打开浮体框架，驶出小艇后再关闭浮体框架；
12.s14、启动所述绞车回收所述下部支撑底座，利用吊机将空载的所述模块化小艇收放装置回收至甲板上备用；
13.利用所述模块化小艇收放装置回收海上小艇的步骤为：
14.s21、利用吊机将甲板上空载的所述模块化小艇收放装置下放至海面上；
15.s22、启动所述绞车下放所述下部支撑底座至预设深度；
16.s23、打开浮体框架，海面上的小艇驶入浮体框架内后关闭浮体框架；
17.s24、启动所述绞车回收所述下部支撑底座，利用吊机将装在有小艇的所述模块化小艇收放装置回收至甲板上备用。
18.进一步的，在步骤s12和步骤s22中，根据海况合理选择所述下部支撑底座的下放深度，在所述下部支撑底座的重力和海水阻力作用下，提高所述模块化小艇收放装置在海面的稳定性。
19.进一步的，所述下部支撑底座的下放深度大于海浪波高3
‑
5m。
20.进一步的，在顶部回收机构上设有起吊眼板，且在顶部回收机构四角分别设有滑轮，绞车设有4根分别经过滑轮的钢丝绳，并且该4根钢丝绳分别穿过所述中部辅助定位机构四角的纵向穿孔与下部支撑底座的四角相连。
21.进一步的，在下部支撑底座的侧边设有若干竖直的定位支撑柱，各定位支撑柱靠近中部辅助定位机构的一侧设有支撑台阶用于支撑所述中部辅助定位机构，且定位支撑柱顶端设有定位销；
22.顶部回收机构的上框架上设有若干与所述定位支撑柱位置相对应的第一接近开关和锁紧装置，钢丝绳收紧到位后定位支撑柱顶端与所述顶部回收机构固定连接；
23.所述第一接近开关和所述锁紧装置与所述绞车相连。
24.进一步的，浮体框架为与小艇外轮廓相同的玻璃钢材质，在浮体框架的侧壁开设有若干过浪孔，并且沿浮体框架的内壁设置有若干缓冲导向滚轮；
25.在浮体框架前端设有艏部锁紧装置用于固定所述小艇，且在浮体框架前端两侧设有供钢丝绳穿过的水平翼板。
26.进一步的，在浮体框架尾部至少一侧铰接有导向门，导向门向后开启使小艇驶入或者驶离所述浮体框架。
27.进一步的，在浮体框架前侧设有第二接近开关，在浮体框架尾部设有驱动导向门转动的转动驱动器，该转动驱动器与第二接近开关相连；
28.在步骤s23中，所述小艇完全驶入所述浮体框架内后触发所述第二接近开关，第二接近开关发送信号至转动驱动器以关闭所述导向门。
29.进一步的，下部支撑底座的下框架设有前后两根沿小艇宽度分布的支撑底座横
架，在各支撑底座横架上分别设置有一对左右对称的自适应支撑底座；
30.每个所述自适应支撑底座包括有转动架，所述转动架转动连接在支撑底座横架上且在左右方向上摆动，每对自适应支撑底座的转动架相互靠近的一端上表面设置有滚轮，且在另一端上表面设置有胶垫。
31.本发明的优点在于：
32.1)不需要专用艇架，一般船用起重机或其中设备都可进行小艇的收放。
33.2)对船舶要求低，适用于各类船舶，甲板占用面积小，不需要固定安装，存储灵活便捷。
34.3)海况适应性强，大风浪条件下可稳定、安全、可靠收放艇。
35.4)对艇的适应性强，可回收/布放各类小艇，亦可解决无人艇的收放问题。
36.5)生产制造成本低，推广容易。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本发明提供的一种模块化小艇收放装在收存状态下的示意图；
39.图2为本发明作业状态下的示意图；
40.图3为顶部回收机构的立体图；
41.图4为中部辅助定位机构的立体图；
42.图5为下部支撑底座的立体图；
43.图6为本发明收放小艇的流程图。
具体实施方式
44.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
45.为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
46.本发明提供了一种模块化小艇收放装置的智能收放方法，参照图1
‑
2所示，模块化小艇收放装置自上而下依次由顶部回收机构100、中部辅助定位机构200和下部支撑底座300组成，支撑在下部支撑底座300上的小艇包围在中部辅助定位机构200内。
47.下面结合附图3
‑
图5，对顶部回收机构100、中部辅助定位机构200和下部支撑底座300的结构进行进一步的说明：
48.顶部回收机构100上安装有用于收放下部支撑底座300的绞车103，绞车103设有多根穿过中部辅助定位机构200与下部支撑底座300相连的钢丝绳102，在顶部回收机构100上
设有起吊眼板用于连接甲板起吊机的钢丝绳。中部辅助定位机构200设有浮体框架201，浮体框架201的侧壁开设有若干过浪孔202，且沿浮体框架201的内壁设置有若干缓冲导向滚轮203，在浮体框架201上设有若干供钢丝绳102穿过的纵向穿孔205。下部支撑底座300上设有至少两对用于支撑小艇的自适应支撑底座305，在下部支撑底座300的侧边设有若干竖直的定位支撑柱302，钢丝绳102收紧到位后定位支撑柱302顶端抵接在顶部回收机构100上。
49.图1为装置在收存状态下的示意图，三部分可作为一个整体和艇一起收纳储存，整体结构不占用过多甲板空间。需要在海上放小艇时，我们利用吊机先将装置整体吊离甲板并放置于海水中，随后控制绞车103平稳下放下部支撑底座300，顶部回收机构100处于海面以上，中部辅助定位机构200漂浮海面，下部支撑底座300则沉入水面以下。
50.在一可选的实施例中，在顶部回收机构100的上框架101上设有若干与定位支撑柱302位置相对应的第一接近开关105，第一接近开关105与绞车103相连。下部支撑底座300的定位支撑柱302顶端设有定位销303，在上框架101上设有若干与定位支撑柱302位置相对应的机械锁紧装置或者电子锁紧装置，电子锁紧装置与第一接近开关105相连。
51.当第一接近开关105感应到定位支撑柱302上升到指定位置时，表明下部支撑底座300已经上升到位，此时发动信号至绞车103停止收紧钢丝绳102。另外，第一接近开关105还可以发送锁止信号至电子锁紧装置，电子锁紧装置闭合以将定位支撑柱302锁止固定，更好保证顶部回收机构100和下部支撑底座300之间的稳定连接。定位销303起到定位作用，在回收时便于下部支撑底座300与顶部回收机构100正确归位。
52.当上框架101上为机械锁紧装置时，那么下放下部支撑底座300前，我们可以手动解开机械锁紧装置，此时由于钢丝绳没有下放仍然可以保证下部支撑底座300牢牢固定在顶部回收机构100下方，当钢丝绳收紧将水面以下的下部支撑底座300提升时，定位销303顶住机械锁紧装置使其归位实现自动锁止。现有技术中存在较多能够实现本发明机械锁紧装置的结构方案，在此不予赘述。
53.在一可选的实施例中，在顶部回收机构100四角分别设有滑轮104，绞车103设有4根分别经过滑轮104的钢丝绳102与下部支撑底座300的四角相连。在上框架101前端设置了1个艏缆眼板106，可连接艏缆，以便在起吊过程中控制整个装置的起吊姿态，防止过度摇摆和旋转。
54.在一可选的实施例中，如图4所示，浮体框架201采用玻璃钢轻质材料制造，玻璃钢是一种艇体的常见材料，具有重量轻强度大的特点，十分适合作为本发明中部辅助定位机构200的框架材料。浮体框架201轮廓线型与小艇外部线型匹配设计，且内部设有数个缓冲导向滚轮203，缓冲导向滚轮203为竖直导向辊筒，一旦小艇进入浮体内部，小艇在自身的动力驱动下向前行驶实现自动定位锁紧，优选的，在浮体框架201前端设有艏部锁紧装置208，可以将进入的小艇头部锁紧并固定。由于浮体框架201前端较窄，为了保证钢丝绳102向下竖直的穿过浮体框架201，在浮体框架201前端两侧设有水平翼板206供钢丝绳102穿过。
55.继续参照图4，在浮体框架201尾部至少一侧铰接有导向门204(图4所示有两个导向门204，左右两侧各一个)，尾部导向门204可以向后打开形成一个喇叭口，便于小艇进入浮体框架201内。作为优选项，在浮体框架前侧设有第二接近开关(图中未标出)，在浮体框架201尾部设有驱动导向门转动的转动驱动器，该转动驱动器与第二接近开关相连。小艇在完全驶入浮体框架201内后可以触发所述第二接近开关，由第二接近开关发送信号至转动
驱动器以自动关闭导向门204时可以自动关闭尾部的导向门。其中，转动驱动器可以为电机或者液压缸等驱动机构。
56.各定位支撑柱302靠近中部辅助定位机构200的一侧设有支撑台阶304用于支撑中部辅助定位机构200，下部支撑底座300回收到位后，可以由支撑台阶304为中部辅助定位机构200提供纵向支撑和横向限位。
57.在一可选的实施例中，下框架301设有前后两根沿小艇宽度分布的支撑底座横架306，在支撑底座横架306上分别设置有一对左右对称的自适应支撑底座305。每个自适应支撑底座305包括有转动架305
‑
1，转动架305
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1转动连接在支撑底座横架306上且在左右方向上摆动，每对自适应支撑底座305的转动架305
‑
1相互靠近的一端上表面设置有滚轮305
‑
2，且在另一端上表面设置有胶垫305
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3。如图5所示，下框架301设有前后两对自适应支撑底座305，自适应支撑底座305的转动架305
‑
1可自由转动进而适应不同的小艇底部线型，为小艇提供更安全可靠的支撑。
58.其中，整个下部支撑底座300采用船体用钢加工制造，除了为艇和收放装置提供充分刚性支撑外，还可下沉到水面以下，依靠重力和水的阻力为整个收放装置提供“锚定”力，达到稳定整个收放装置的作用。此外下部支撑底座300沉入水下，也避免了在回收过程中与小艇发生碰撞的可能。
59.请参照图6，下面对本发明的收放方法进行进一步说明：
60.1)下放小艇至海面的步骤为：
61.s11、利用吊机将甲板上装载有小艇的所述模块化小艇收放装置整体下放至海面上，所述小艇位于所述中部辅助定位机构200内且底部由所述下部支撑底座300支撑；
62.s12、启动所述绞车103下放所述下部支撑底座300至预设深度，所述中部辅助定位机构200在浮力作用下漂浮在海面上，顶部回收机构100悬空并与中部辅助定位机构200之间有一定距离；
63.s13、打开浮体框架201，驶出小艇后再关闭浮体框架201；
64.s14、启动所述绞车103回收所述下部支撑底座300，利用吊机将空载的所述模块化小艇收放装置回收至甲板上备用。
65.利用所述模块化小艇收放装置回收海上小艇的步骤为：
66.s21、利用吊机将甲板上空载的所述模块化小艇收放装置下放至海面上；
67.s22、启动所述绞车103下放所述下部支撑底座300至预设深度；
68.s23、打开浮体框架201，海面上的小艇驶入浮体框架201内后关闭浮体框架201；
69.s24、启动所述绞车103回收所述下部支撑底座300，利用吊机将装在有小艇的所述模块化小艇收放装置回收至甲板上备用。
70.在步骤s12和步骤s22中，根据海况合理选择下部支撑底座300的下放深度，优选的，下部支撑底座300的下放深度大于海浪波高3
‑
5m，在下部支撑底座300的重力和海水阻力作用下，提高模块化小艇收放装置在海面的稳定性。
71.本发明中，下部支撑底座300采用简单的框架结构，质量较大。在各种海况情况下，根据波浪的高度智能控制绞车103下放下部支撑底座300至稳定区域。位于理想深度的下部支撑底座300在自身重力和海水阻力的作用，为整个收放系统提供足够的稳定性。以下部支撑底座300为核心构成的稳定系统，依靠张紧钢丝绳形成的固定边界和艏缆牵引，极大的限
制了以轻质浮体为主的中部辅助定位机构200在水平面的平动(纵荡、横荡)和大角度转动(横摇、纵摇、艏摇)，同时辅以中部辅助定位机构200上搭载的第二接近开关和转动驱动器，可以实现小艇的无人化智能收放。
72.综上，本发明和对比文件相比，具备如下积极效果：
73.1)目前的小艇收放装置，一般都是四级海况下作业，远远不能满足我们海上作业的需求，特别是在救助领域要求在更大的风浪条件下进行收放艇作业就很难实现。本发明使大风浪条件下的收放艇作业成为可能，可靠性高，多种海况下可自适应波浪高度，安全、高效地进行小艇收放，特别是在大风浪天气条件下优势更加明显突出。
74.2)目前小艇收放方式，都需要配置专用的艇架或者滑道，需要固定占用船舶空间，存储和收藏不够灵活。本发明可以更加灵活的利用船舶空间，存储位置不固定，可以根据需要调整摆放位置。
75.3)目前的小艇收放装置，制造和生产成本高。本发明成本低廉，更容易推广实施。
76.4)目前的小艇收放装置都需要在船舶建造阶段考虑布置和安装。本发明对船舶的要求低，可以后期购进上船使用，不需要专用艇架及起重设备，可适用于各类船舶进行小艇的智能收放，应用更加灵活便捷。
77.5)中部辅助定位机构采用带过浪孔的轻质材料，可以漂浮在海面上，便于小艇驶入或者驶离；此外借助浮体框架上的接近开关和转动驱动器可以实现小艇驶入后自动关闭导向门。
78.以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。